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미국 에너지부, 2023 중요 재료 평가 발표

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14 8월 2023

미국 에너지부(DOE)는 글로벌 청정 에너지 기술 공급망에 대한 재료의 중요성을 평가하는 2023년 중요 재료 평가를 발표했으며, 이에 따라 다음을 통해 에너지 관련 중요 및 준임계 재료의 2023년 DOE 중요 재료 목록을 결정했습니다. 2035.

평가는 청정 에너지 기술에 필수적인 공급 중단 위험이 높은 주요 재료에 중점을 둡니다. 최종 목록에는 알루미늄, 코발트, 구리, 디스프로슘, 전기강판(방향성강, 무방향성강, 비정질강), 불소, 갈륨, 이리듐, 리튬, 마그네슘, 천연 흑연, 네오디뮴, 니켈, 백금이 포함됩니다. , 프라세오디뮴, 테르븀, 실리콘 및 탄화규소.

갈륨(Ga)은 발광 다이오드에 사용되기 때문에 계속해서 중요한 역할을 하고 있습니다. 또한 자석 제조와 갈륨비소(GaAs) 또는 갈륨질화물(GaN)을 포함한 반도체에서 갈륨의 사용이 증가했다고 평가는 지적합니다.  

그림은 현재 갈륨 생산 및 생산 능력에 대해 2020년부터 2035년까지 갈륨에 대한 네 가지 서로 다른 수요 시나리오를 보여줍니다. 갈륨으로 고려된 에너지 응용 분야는 LED 조명, 전기 자동차(EV) 및 풍력 터빈의 자석, 태양 전지 및 전력 전자 장치였습니다.

서로 다른 기술 동향으로 인해 2020가지 궤적 사이에는 큰 격차가 있습니다. LED 수요는 저탄도와 고탄도 모두 꾸준히 증가하고 있다. EV 및 풍력발전용 자석에 대한 갈륨 수요는 낮은 강도와 ​​높은 강도의 차이로 인해 매우 가변적입니다. 태양광의 경우 CIGS(구리 인듐 갈륨 디셀레나이드) 채택이 줄어들고 있기 때문에 궤적 A와 B는 2035년부터 5년까지 CIGS 시장 점유율이 없을 것으로 가정하고, 궤적 C와 D는 같은 기간 내 CIGS 시장 점유율 XNUMX%를 가정합니다. . 전반적으로 에너지 응용분야에서 갈륨에 대한 수요는 갈륨의 지배적인 사용입니다. 보고서에서 고려되지 않은 다른 수요에는 가전제품 및 통신 분야의 갈륨 사용이 포함됩니다. 그림에서 알 수 있듯이 '기타수요'는 미미하다.

생산 데이터는 미국 지질 조사국(USGS)에서 얻은 것입니다. 이 데이터 중에서 고순도 정제 갈륨 생산은 대부분의 반도체 응용 분야에서 6N 이상의 순도를 요구하는 요구 사항(IARC)으로 인해 관심 있는 물질 형태로 식별되었습니다. 총 고순도 갈륨 생산능력은 325차 고순도 갈륨 생산능력 273mt과 86차 고순도 갈륨 생산능력 232mt(USGS)을 합산한 것이다. 현재 생산량에 대해서는 재활용 생산량이 없기 때문에 220%의 가동률을 가정하여 생산능력에서 생산량을 도출했습니다. 이 수치인 XNUMXmt는 XNUMX차 고순도 갈륨 생산량인 XNUMXmt에 추가되어 고순도 갈륨의 총 공급량을 계산합니다.

“우리나라가 청정 에너지 경제로 계속 전환함에 따라 태양광 패널, 풍력 터빈, 전력 등 가장 유망한 청정 에너지 생성, 송전, 저장 및 최종 사용 기술을 제조하는 데 필요한 중요한 자재 공급망을 예측하는 것은 우리의 책임입니다. 전자제품, 조명, 전기자동차 등이 이에 해당합니다.”라고 DOE 산하 에너지 효율 및 재생에너지 사무국(EERE) 차관보 대행인 Alejandro Moreno는 말합니다. "궁극적으로 이제 물질적 중요성을 식별하고 완화하면 앞으로 수십 년 동안 청정 에너지 미래가 가능해질 것입니다."

재료 및 기술 시장은 글로벌하기 때문에 중요 재료 평가는 글로벌 범위를 가지며 미국 국내 이익도 그러한 맥락에 놓입니다. 확인된 각 중요 물질에 대해 DOE는 물질별 위험을 해결하기 위한 통합 전략을 개발할 것이라고 밝혔습니다.

2023년 중요 재료 평가는 EERE의 AMMTO(Advanced Materials and Manufacturing Technologies Office)에서 관리하고 자금을 지원했으며 Argonne National Laboratory와 Idaho National Laboratory에서 DOE 중요 광물 및 재료 과학 및 에너지 기술 팀 구성원과 협의하여 수행했습니다.

관련 항목 참조 :

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태그 : 에너지학과

방문 www.energy.gov/cmm/tical-minerals-materials-program

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